வேதித் தோட்டம்

வேதித் தோட்டம் (Chemical garden) என்பது வேதியியலில் தாமிர சல்பேட்டு அல்லது கோபல்ட் (II) குளோரைடு போன்ற உலோக உப்புகளை நீர்க்கண்ணாடி என்றழைக்கப்படும் சோடியம் சிலிகேட்டு நீர்க்கரைசலில் சேர்ப்பதன் மூலம் நிகழ்த்தப்படும் ஒரு சோதனையாகும். இவ்வாறு செய்வதன் காரணமாக ஒரு செடி போன்ற தோற்றமானது, சில நிமிடங்கள் தொடங்கி சில மணி நேரங்களில் வளர்ச்சியடைகிறது.^[1]^[2]^[3]

1646 ஆம் ஆண்டில் சோகன் ரூடால்ப் கிளாபர் என்பவர் முதன் முதலில் வேதித்தோட்ட நிகழ்வை உற்று நோக்கி விவரித்தார்.^[4] வேதித்தோட்டத்தின் அசல் வடிவமானது, பொட்டாசியம் சிலிக்கேட்டு (K₂SiO₃) கரைசலில் இரும்பு (II) குளோரைடை(FeCl₂) சேர்ப்பதன் மூலம் பெறப்பட்டது.

செயல்முறை

வேதித்தோட்ட செயல்முறையானது, அதிகமாக நீரில் கரையாத, நிறமுள்ள தாண்டல் உலோகங்களின் சிலிகேட்டுகளைச் சார்ந்துள்ளது.

கோபால்ட் (II) குளோரைடு போன்ற உலோக உப்புக்கள் நீரில் கரையத் தொடங்குகின்றன. இது நீரில் கரையாத கோபல்ட் சிலிகேட்டை ஒரு இரட்டைச் சிதைவு முறையின்படி உருவாக்குகிறது. இந்த கோபால்ட் சிலிகேட்டு ஒருகூறு புகவிடும் சவ்வாக மாறுகிறது. சவ்விற்கு உட்புறமுள்ள கோபால்ட் கரைசலின் அயனிச் செறிவானது தொட்டியின் உள்ளடக்கமாக உள்ள ஒட்டுமொத்த சோடியம் சிலிக்கேட்டு கரைசலின் அயனிச்செறிவை விட அதிகமாக உள்ளது, இதன் காரணமாக, சவ்வூடு பரவல் அழுத்தமானது, சவ்விற்கு உட்புறமுள்ள அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது. இதன் காரணமாக ஒருகூறு புகவிடும் சவ்வு சிதைவுற்று ஒரு துளை உருவாக்கப்படுகிறது. கோபால்ட்டு அயனிகள் சிலிக்கேட்டு அயனிகளுடன் இந்தத்துளை வழியாக வினைபுரிந்து ஒரு புதிய திண்மத்தை உருவாக்குகிறது. இதேமுறையில் தொட்டியில் புதிய திண்மங்கள் வளர்ச்சியடைகின்றன. இவை, உலோகங்களுக்குத் தக்கவாறு நிறமுள்ள திண்மங்களாக மாறி செடிகளைப் போலத் தோற்றமளிக்கின்றன. தொட்டியின் கீழே உள்ள அழுத்தமானது தொட்டியின் மேல்பகுதியில் உள்ள அழுத்தத்துடன் ஒப்பிடும் போது அதிகமாக இருப்பதால், சோதனையின் விளைவாக உருவாகும் படிகங்கள் மேல்நோக்கி வளர்ச்சியடைகின்றன.

படிகங்களின் வளர்ச்சியின் மேல்நோக்கிய திசை ஒருகூறு புகவிடுஞ்சவ்வின் உள்ளேயுள்ள திரவத்தின் அடர்த்தியானது அதனைச் சுற்றியுள்ள நீர்க்கண்ணாடிக் கரைசலின் அடர்த்தியை விடக் குறைவாக இருப்தைச் சார்ந்து உள்ளது. சவ்வின் உள்ளே அடர்வு மிகுந்த திரவம் பயன்படுத்தப்பட்டால் வளர்ச்சி கீழ்நோக்கி உள்ளது. உதாரணமாக, புதிதான, மும்மை இணைதிறன் கொண்ட குரோமியம் சல்பேட் அல்லது குளோரைடு போன்றவை அது அடர்த்தியாக மாறும் வரை கொதிக்க வைக்கப்பட்ட பிறகும் கூட மெதுவாகக் கருநீல வடிவத்திற்கு மாற்றமடையாமல் படிகமாக மாறுவதில்லை. நீர்க்கண்ணாடி கரைசலில் கரி எண்ணெயானது (tar), தொங்கலாக அனுமதிக்கப்பட்டால், கீழ் நோக்கிய கொம்பு போன்ற வளர்ச்சியை உருவாக்குகிறது. ஏனென்றால், சவ்வின் உள்ளே காணப்படும் திரவமானது மிகவும் அடர்த்தியானதாக இருப்பதால் மிதக்கவோ, மேல்நோக்கிய அழுத்தத்தை வெளிக்காட்டவோ முடியாத நிலை உள்ளது. படிகத்தின் வளர்ச்சி வீதத்தில் சோடியம் சிலிகேட்டின் செறிவானது ஒரு முக்கியமான காரணியாக உள்ளது.

படிகத்தின் வளர்ச்சியானது நிறைவு பெறும்போது, தொடர்ந்து மெதுமெதுவாக நீரைச் சேர்ப்பதன் மூலம் சோடியம் சிலிக்கேட்டை நீக்கிவிடலாம். இது வேதித்தோட்டத்தின் ஆயுள் காலத்தை நீட்டிக்கச் செய்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட தனித்த சோதனை மாறுபாட்டைப் பயன்படுத்தி, ஒரு தனித்த குழாய் போன்ற அமைப்பை பெறலாம்.^[5]

பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உப்புகள்

வேதித்தோட்டத்தில் பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான சில உப்புக்கள் பின் வருமாறு:

அலுமினியம் பொட்டாசியம் சல்பேட்டு: வெண்மை
தாமிர(II) சல்பேட்டு: நீலம்
குரோமியம்(III) குளோரைடு: பச்சை
நிக்கல்(II) சல்பேட்டு: பச்சை
இரும்பு(II) சல்பேட்டு: வெளிர் பச்சை
இரும்பு(III) குளோரைடு: பழுப்பு
கோபால்ட்(II) குளோரைடு: கருஞ்சிவப்பு
கால்சியம் குளோரைடு: வெண்மை
துத்தநாக சல்பேட்டு: வெண்மை

மேற்கோள்கள்

↑ Balköse, D.; Özkan, F.; Köktürk, U.; Ulutan, S.; Ülkü, S.; Nişli, G. (2002). "Characterization of Hollow Chemical Garden Fibers from Metal Salts and Water Glass". Journal of Sol-Gel Science and Technology 23 (3): 253. doi:10.1023/A:1013931116107.
↑ Cartwright, J; García-Ruiz, Juan Manuel; Novella, María Luisa; Otálora, Fermín (2002). "Formation of Chemical Gardens". Journal of Colloid and Interface Science 256 (2): 351. doi:10.1006/jcis.2002.8620.
↑ Thouvenel-Romans, S; Steinbock, O (Apr 2003). "Oscillatory growth of silica tubes in chemical gardens". Journal of the American Chemical Society 125 (14): 4338–41. doi:10.1021/ja0298343. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0002-7863. பப்மெட்:12670257. http://www.chem.fsu.edu/steinbock/papers/jacs03.pdf.
↑ Glauber, Johann Rudolf (1646). "LXXXV. Wie man in diesem Liquore von allen Metallen in wenig Stunden Bäume mit Farben soll wachsen machen. (How one shall make grow—in this solution, from all metals, in a few hours—trees with color)". Furni Novi Philosophici (German-language 1661 ed.). Amsterdam: Johan Jansson. pp. 186–189.
↑ Glaab, F.; Kellermeier, M.; Kunz, W.; Morallon, E.; García-Ruiz, J. M. (2012). "Formation and Evolution of Chemical Gradients and Potential Differences Across Self-Assembling Inorganic Membranes". Angew. Chem. Int. Ed. 51: 4317–4321. doi:10.1002/anie.201107754.

[1] Balköse, D.; Özkan, F.; Köktürk, U.; Ulutan, S.; Ülkü, S.; Nişli, G. (2002). "Characterization of Hollow Chemical Garden Fibers from Metal Salts and Water Glass". Journal of Sol-Gel Science and Technology 23 (3): 253. doi:10.1023/A:1013931116107.

[2] Cartwright, J; García-Ruiz, Juan Manuel; Novella, María Luisa; Otálora, Fermín (2002). "Formation of Chemical Gardens". Journal of Colloid and Interface Science 256 (2): 351. doi:10.1006/jcis.2002.8620.

[3] Thouvenel-Romans, S; Steinbock, O (Apr 2003). "Oscillatory growth of silica tubes in chemical gardens". Journal of the American Chemical Society 125 (14): 4338–41. doi:10.1021/ja0298343. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0002-7863. பப்மெட்:12670257. http://www.chem.fsu.edu/steinbock/papers/jacs03.pdf.

[4] Glauber, Johann Rudolf (1646). "LXXXV. Wie man in diesem Liquore von allen Metallen in wenig Stunden Bäume mit Farben soll wachsen machen. (How one shall make grow—in this solution, from all metals, in a few hours—trees with color)". Furni Novi Philosophici (German-language 1661 ed.). Amsterdam: Johan Jansson. pp. 186–189.

[5] Glaab, F.; Kellermeier, M.; Kunz, W.; Morallon, E.; García-Ruiz, J. M. (2012). "Formation and Evolution of Chemical Gradients and Potential Differences Across Self-Assembling Inorganic Membranes". Angew. Chem. Int. Ed. 51: 4317–4321. doi:10.1002/anie.201107754.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]